Проверка принятого сечения подкрановой конструкции

По назначенным размерам сечения подкрановой конструкции вычисляются фактические геометрические характеристики поперечного сечения подкрановой балки:

• 1. A — площадь поперечного сечения:
• 2. S_x — статический момент полусечения относительно оси X-X:
• 3. S_f — статический момент верхнего пояса относительно оси X-X:

• 4. J_xn — момент инерции сечения нетто относительно оси X-X:
• 5.

6. W_xn — момент сопротивления крайних фибр сечения нетто относительно оси X-X:

• 7. J_y1n — фактический момент инерции сечения тормозной балки относительно центральной оси Y₁-Y₁;
• 8.

Для упрощения последующих расчётов, несколько в запас прочности, общепринято условно считать, что на восприятие вертикальных крановых нагрузок работает только подкрановая балка, а на восприятие горизонтальных крановых нагрузок — только тормозная конструкция. При этом если специальная тормозная конструкция отсутствует, её роль выполняет верхний пояс подкрановой балки.

Расчет по первой группе предельных состояний.

1) Проверка уровня максимальных нормальных напряжений в крайних от колонны фибрах.

Здесь R_y — расчетное сопротивление по пределу текучести материала пояса подкрановой балки, определяемое при фактической его толщине.

• 2) Проверка уровня максимальных касательных напряжений у опор балки
• 3)

где R_S = 50.5 кН/см² — расчетное сопротивление сдвигу материала стенки, определяемое при фактической её толщине.

• 4) Проверка уровня местных вертикальных нормальных напряжений в стенке под колесом крана
• 5)

где г_f1 = 1.1 — дополнительный коэффициент надежности, учитывающий возможное перераспределение нагрузки между колёсами и повышенную динамичность в местах стыков рельсов;

— расчетная сила вертикального давления колеса без учета коэффициентов динамичности и сочетаний;

F' = 320*1.1*0.95 = 334.4 кН.

= 22.1 см — условная длина распределения местного давления, здесь J_1f — сумма моментов инерции сечений верхнего пояса балки и кранового рельса относительно собственных горизонтальных центральных осей.

• 4) Проверку уровня приведенных напряжений в стенке в уровне верхнего поясного шва следует производить в двух сечениях при соответствующих положениях кранов: в опорном с Q_max; в пролётном с M_max. При кранах с группами режимов работы до 6К включительно:
  • — в пролётном сечении

где: у_x — нормальные напряжения изгиба в стенке на уровне верхнего поясного шва, для бисимметричной балки:

— нормальные напряжения, перпендикулярные оси балки.

— среднее касательное напряжение в стенке, Q_M =65.824кН — поперечная сила в сечении с максимальным изгибающим моментом M_max при соответствующем положении кранов; здесь R_y и R_s — расчетные сопротивления, определяемые при фактической толщине стенки;

;

в опорном сечении аналогично при у_x =0.

здесь — среднее касательное напряжение в стенке в опорном сечении.

6) Проверка обеспечения общей устойчивости бисимметричной подкрановой балки при наличии тормозной конструкции не производится (общая устойчивость обеспечена), если ширина тормозной конструкции (расстояние от внутреннего края верхнего пояса балки до наружной грани поддерживающего швеллера) h₁ = 68.5см >B/16 (B — пролёт балки).

6) Проверка обеспечения местной устойчивости элементов сечения подкрановой балки производится так же, как для обычных балок. Отличие состоит в том, что при решении вопроса об устойчивости стенки необходимо рассматривать несколько положений кранов (грузов) на балке, наихудшим образом загружающих рассматриваемые отсеки.

Местная устойчивость верхнего сжатого пояса обеспечена и не требует специальной проверки. Перед решением вопроса об устойчивости стенки нужно убедиться в необходимости постановки поперечных основных рёбер жёсткости, а также, в необходимости проведения самой проверки устойчивости. Условная гибкость стенки.

>2.2.

поэтому её не следует укреплять поперечными основными рёбрами жёсткости, кроме того, поэтому и проверка обеспечения местной устойчивости стенки не требуется.

7) Проверку выносливости верхней зоны стенки сварной подкрановой балки производят при действии на неё нагрузок только от одного крана, располагаемого по правилу Винклера таким образом, чтобы в одном из сечений балки появлялся максимально возможный изгибающий момент. Кроме этого, при расчётах на выносливость вертикальная сила давления колеса на рельс определяется с пониженным нормативным значением по формуле:

где F_n = 320кН — нормативная нагрузка колеса крана на рельс; k =1.0 — коэффициент понижения нормативного значения нагрузки; г_f1 = 1.1 — дополнительный коэффициент надежности, учитывающий возможное перераспределение нагрузки между колёсами и повышенную динамичность в местах стыков рельсов; г_n = 0.95 — коэффициент надежности по ответственности:

Выносливость верхней зоны стенки подкрановой балки для кранов с группами режимов работы до 6К включительно проверяется по формуле:

где: у_max — максимальные сжимающие напряжения у верхней границы стенки при изгибе, для бисимметричной балки:

где б₁ =1.06; M_{F", max} = 501.6 кНм — максимальный изгибающий момент; б = 1.1 — коэффициент, учитывающий количество циклов нагружений;.R_н = 12.2 кН/см² — расчетное сопротивление усталости; - коэффициент, отражающий вид напряжённого состояния и асимметрию цикла, характеризуемую коэффициентом асимметрии с (для разрезных подкрановых балок с = 0,1).

Расчет по второй группе предельных состояний заключается в определении наибольшего прогиба подкрановой балки при действии на неё вертикальных крановых нагрузок от одного крана по формуле:

где: M_{n, max} = 501.6кНм — наибольший возможный изгибающий момент в балке от нормативной вертикальной крановой нагрузки;; - предельный относительный прогиб, равный 1/250;